CN206431285U - 一种Ku波段连续波雷达射频电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是关于一种Ku波段连续波雷达射频电路，包括：依次电连接的本振模块、发射模块和接收模块，本振模块包括依次电连接的晶振、锁相环芯片、环路滤波器及压控振荡器，压控振荡器的分频端与锁相环芯片电连接，压控振荡器的输出端电连接至发射模块；发射模块包括倍频滤波组件、功率放大器、耦合器、第一隔离器及发射天线，压控振荡器的输出端电连接至倍频滤波组件，耦合器的耦合端电连接至接收模块；接收模块包括依次电连接的接收天线、第二隔离器、低噪声放大滤除组件、混频器及中频放大组件，耦合器电连接至混频器的本振信号输入端。本实用新型有效解决二次变频超外差接收机雷达射频电路的复杂性带来的功耗，以及杂散信号难以滤除的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及雷达射频技术领域，尤其涉及一种Ku波段连续波雷达射频电路。
背景技术
传统雷达的概念是无线电探测与测距，目的是探测目标存在与否，并测量距离、方位和高度。现代雷达概念是无线电探测与识别。雷达系统中包括发射信号和接收信号的雷达射频电路。
目前，雷达系统中使用二次变频超外差接收机实现雷达信号的发射和接收。二次变频超外差接收机中的雷达射频电路中包括第一本振和第二本振，在工作过程中，第一本振输出信号至第一混频器中混频后输出第一中频信号，同时，也产生了丰富的混频杂散信号，而这些杂散信号严重影响第二混频器输出第二中频信号的频谱纯度，在第二混频器中混频时，需要第二本振产生本振信号才能产生第二中频信号。为了满足射频通道指标，还需要对第二中频信号进行放大，但是，在对有用的信号放大的同时，也对杂散信号进行了放大。
二次变频超外差接收机中的雷达射频电路中需要设计多个本振，经三个混频才能产生最终所需的中频信号，因此，整个电路设计需要器件较多，导致功耗比较大。同时，产生的杂散信号较多，杂散信号难以滤除。
实用新型内容
为克服相关技术中存在的问题，本实用新型提供一种Ku波段连续波雷达射频电路，包括：依次电连接的本振模块、发射模块和接收模块，其中：
所述本振模块包括依次电连接的晶振、锁相环芯片、环路滤波器及压控振荡器，所述压控振荡器的分频端与所述锁相环芯片电连接，所述压控振荡器的输出端电连接至所述发射模块；
所述发射模块包括按照信号传输方向依次电连接的倍频滤波组件、功率放大器、耦合器、第一隔离器及发射天线，所述压控振荡器的输出端电连接至所述倍频滤波组件，所述耦合器的耦合端电连接至所述接收模块；
所述接收模块包括按照信号传输方向依次电连接的接收天线、第二隔离器、低噪声放大滤除组件、混频器及中频放大组件，所述耦合器的耦合端电连接至所述混频器的本振信号输入端。
本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本实用新型实施例提供的Ku波段连续波雷达射频电路，采用零中频接收机，利用一次变频原理，减少多次变频需要的本振电路，同时简化了接收变频电路的本振信号，使本振信号直接从发射模块输出的至混频器中，从而减少雷达射频电路的复杂性。另外，Ku波段连续波雷达射频电路产生零中频信号，原理简单，且功能实现的器件少，同时，减少线缆连接器数量及连线数量。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的一种Ku波段连续波雷达射频电路结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。
对于雷达硬件部分而言，接收机和发射机是雷达系统的重要组成部分，雷达射频电路又是整个雷达系统的的核心和关键硬件模块。
图1是本实用新型实施例提供的一种Ku波段连续波雷达射频电路结构示意图。
如图1所示，Ku波段连续波雷达射频电路包括本振模块1、发射模块2和接收模块3，其中，本振模块1用于输出8.6GHz±320MHz的调频信号。本振模块1包括晶振11、锁相环芯片12、环路滤波器13及压控振荡器14。晶振11输出100MHz的信号到锁相环芯片12，锁相环芯片12设置为鉴相器芯片，鉴相器芯片的型号为AFD4158，型号为AFD4158的鉴相器芯片是一款直接调制和波形产生功能的6.1GHz小数N分频频率合成器，用于实现频移键控和相移键控调制，也可在频域内产生各种波形，例如锯齿波和三角波。AFD4158鉴相器芯片还具有周跳减少电路，可进一步缩短锁定时间，且无需修改环路滤波器。
压控振荡器14的分频端与锁相环芯片12电连接，因此，晶振11输出100MHz到锁相环芯片12经R分频与压控振荡器14的N分频端口输出，在鉴相器中进行相位比较形成一个动态平稳的相差产生一个电流，经环路滤波器13输出一个电压提供给压控振荡器14的VT端，压控振荡器14经过捕获最终锁定输出8.6GHz±320MHz的调频信号。
本振模块1将产生的调频信号发送至发射模块2，由发射模块2将调频信号发射出去。发射模块2包括按照信号传输方向依次电连接的倍频滤波组件21、功率放大器22、耦合器23、第一隔离器24及发射天线25。其中，倍频滤波组件21用于对本振模块1输出的信号进行二次倍频滤波滤除基波信号，取出二倍频信号，经功率放大器22把高频信号放大到功率不小于1W的高频信号，经第一隔离器24把信号从发射天线25发射出去。
其中，倍频滤波组件21包括第一滤波器211、二倍频器212及去谐滤波器213。压控振荡器14的输出端与第一滤波器211的输入端电连接，第一滤波器211的输出端与二倍频器212的输入端电连接，二倍频器212的输出端与去谐滤波器213的输入端电连接，去谐滤波器213的输出端与功率放大器22的输入端电连接。
第一滤波器211对8.6GHz±320MHz的信号进行提取，对不需要的杂散信号进行滤除后，经二倍频器212进行2倍频，输出17.2GHz±640MHz的信号后，再经去谐滤波器213滤除基波及二次以外的高次谐波。
接收模块3包括按照信号传输方向依次电连接的接收天线31、第二隔离器32、低噪声放大滤除组件33、混频器34及中频放大组件35，其中，耦合器23的耦合端与混频器34电连接。
来自发射模块2的耦合器23的耦合信号发送至接收模块3的混频器34作为混频的本振信号，同时，接收天线31接收反射回的信号，并进入第二隔离器32，低噪声放大滤除组件33对接收的信号进行噪声放大和滤除后作为接收的射频信号进入，混频器34中与耦合发射信号进行混频，混频后的零中频信号经中频放大组件35输出。
其中，低噪声放大滤除组件33包括第一低噪声放大器331、第二低噪声放大器332、衰减器333及放大器334。接收天线31接收的信号经两级低噪声放大器和放大器334输入混频器34。
中频放大组件35包括按照信号传输方向依次电连接的衰减器351、第二滤波器352及中频放大器353，接收模块3还包括衰减器36和第三滤波器37，衰减器36和第三滤波器37设置在耦合器23与混频器34之间，衰减器36和第三滤波器37对耦合信号进行衰减滤波输入混频器中，与接收天线31接收的信号进行混频。中频放大器353将最后得到的零中频信号发送至数据采集模块，数据采集模块将采集的数据发送至雷达分析系统分析采集的信号。
由上述描述可知，本实用新型实施例提供的Ku波段连续波雷达射频电路采用零中频接收机方案。采用了实现同等功能的方法在整个方案设计中不会产生多种信号，从而减少信号种类，因此，降低了设计开发的技术风险，减少了线缆连接器数量和连线，缩短研发周期，所以实现功能的器件少，可有效降低成本、复杂程度及功耗。另外，本实用新型实施例提供的Ku波段连续波雷达射频电路采用的是一次变频，减少多次变频需要产生的本振信号模块电路，减少系统内部信号的复杂性，从而减少调试工作量。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里实用新型的公开后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (6)
1.一种Ku波段连续波雷达射频电路，其特征在于，包括：依次电连接的本振模块(1)、发射模块(2)和接收模块(3)，其中：
所述本振模块(1)包括依次电连接的晶振(11)、锁相环芯片(12)、环路滤波器(13)及压控振荡器(14)，所述压控振荡器(14)的分频端与所述锁相环芯片(12)电连接，所述压控振荡器(14)的输出端电连接至所述发射模块(2)；
所述发射模块(2)包括按照信号传输方向依次电连接的倍频滤波组件(21)、功率放大器(22)、耦合器(23)、第一隔离器(24)及发射天线(25)，所述压控振荡器(14)的输出端电连接至所述倍频滤波组件(21)，所述耦合器(23)的耦合端电连接至所述接收模块(3)；
所述接收模块(3)包括按照信号传输方向依次电连接的接收天线(31)、第二隔离器(32)、低噪声放大滤除组件(33)、混频器(34)及中频放大组件(35)，所述耦合器(23)的耦合端电连接至所述混频器(34)的本振信号输入端。
2.根据权利要求1所述的Ku波段连续波雷达射频电路，其特征在于，所述倍频滤波组件(21)包括第一滤波器(211)、二倍频器(212)及去谐滤波器(213)，其中，
所述压控振荡器(14)的输出端与所述第一滤波器(211)的输入端电连接，所述第一滤波器(211)的输出端与二倍频器(212)的输入端电连接，所述二倍频器(212)的输出端与去谐滤波器(213)的输入端电连接，所述去谐滤波器(213)的输出端与所述功率放大器(22)的输入端电连接。
3.根据权利要求1所述的Ku波段连续波雷达射频电路，其特征在于，所述低噪声放大滤除组件(33)包括按照信号传输方向依次电连接的第一低噪声放大器(331)、第二低噪声放大器(332)、衰减器(333)及放大器(334)，其中，
所述第二隔离器(32)的输出端与所述第一低噪声放大器(331)的输入端电连接，所述放大器(334)的输出端电连接至所述混频器(34)的放大信号输入端。
4.根据权利要求1所述的Ku波段连续波雷达射频电路，其特征在于，所述中频放大组件(35)包括按照信号传输方向依次电连接的衰减器(351)、第二滤波器(352)及中频放大器(353)，其中，
所述混频器(34)的中频输出端电连接至所述衰减器(351)，所述中频放大器(353)输出中频信号。
5.根据权利要求1所述的Ku波段连续波雷达射频电路，其特征在于，所述耦合器(23)与混频器(34)之间设置有依次串接的衰减器(36)和第三滤波器(37)，其中，
所述衰减器(36)和第三滤波器(37)设置在所述耦合器(23)与混频器(34)之间，其中，
所述耦合器(23)的耦合输出端与所述衰减器(36)的输入端电连接；
所述衰减器(36)的输出端与所述第三滤波器(37)的输入端电连接；
所述第三滤波器(37)的输出端与所述混频器(34)的本振信号输入端电连接。
6.根据权利要求1所述的Ku波段连续波雷达射频电路，其特征在于，所述压控振荡器(14)的分频端与所述锁相环芯片(12)之间设置第四滤波器(15)。
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